Уплотнение подвижного соединения

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям штоков, поршней, работающих в условиях высокого давления. Уплотнение состоит из уплотняющего и поджимающего колец, выполненных из разных по упругости материалов, расположенных параллельно в кольцевых проточках. Уплотняющее кольцо, выполненное из более жесткого материала в виде V-образной манжеты, установленной с зазором с разворотом усов не менее 120° и цилиндрическим пояском на выпуклой части, контактирующим с поджимающим кольцом. Поверхность кольцевой проточки над поджимным кольцом выполнена конической. Поджимающее кольцо может быть круглого сечения и выполнено с пазом, направленным открытой частью навстречу подаче давления. Изобретение повышает надежность герметизации. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям штоков и поршней, работающих в условиях высокого давления.

Известно уплотнение, состоящее из уплотняющего и поджимающего колец, выполненных из разных по упругости материалов, установленных в кольцевой проточке коаксиально, причем поджимающее кольцо установлено с возможностью осевого перемещения (патент СССР №458995, F 16 K 1/08). Недостатком данной разработки является недостаточная надежность герметизации.

Технической задачей данной разработки является повышение надежности герметизации. Данная задача решается за счет конструкции уплотнения подвижного соединения, состоящего из уплотняющего и поджимающего колец, выполненных из разных по упругости материалов, расположенных параллельно друг другу. Уплотняющее кольцо выполнено в виде V-образной манжеты с разворотом усов не менее 120° и плоским пояском цилиндрической формы на выпуклой части манжеты, контактирующим с поджимающим кольцом, причем боковая поверхность кольцевой проточки со стороны манжеты, установленной с зазором, повторяет профиль и размеры последней. Поверхность кольцевой проточки над поджимающим кольцом выполнена конической. Поджимающее кольцо может быть выполнено в виде кольца круглого сечения или кольца с внутренним пазом, установленным полой частью навстречу подаче давления среды.

Выпуклая часть манжеты всегда направлена в сторону высокого давления, поэтому для уплотнения штока при возвратно-поступательном движении необходим блок уплотнений, состоящий из двух, одно из которых является зеркальным отражением другого. Данные уплотнения можно устанавливать как в корпусах движущихся штоков, так и на движущихся поршнях (деталях).

На фиг.1 показано уплотнение в разрезе без воздействия давления среды, на фиг.2 - уплотнение в разрезе в рабочем состоянии, на фиг.3 показан блок уплотнений, установленных в корпусе при возвратно-поступательном движении штока, на фиг.4 показан блок уплотнений, установленный на движущемся возвратно-поступательном штоке (поршне, детали). На фиг.5, 6 показано уплотнение, имеющее поджимное кольцо в форме кольца с пазом.

Уплотнение подвижного соединения состоит из уплотняющего кольца в виде манжеты 1, поджимающего кольца 2. Уплотняющее кольцо в виде манжеты 1 установлено в кольцевой проточке корпуса 3. Поверхность 4 кольцевой проточки повторяет профиль и размеры манжеты 1. Разворот усов манжеты 1 равен углу α и составляет не менее 120°. Со стороны выпуклой части манжеты 1 имеется плоский цилиндрический поясок 5, контактирующий с поджимным кольцом 2, являющимся менее жестким, и может быть выполнено, например, из резины, тогда как манжета 1 изготавливается из более жесткого материала, например, флубона. Над поджимающим кольцом 2 кольцевая проточка имеет коническую поверхность 6.

Давление среды попадает под поджимающее кольцо 2, перемещает его в клинообразный промежуток между цилиндрической поверхностью 5 и конической поверхностью 6. Поджимающее кольцо 2 передает давление на цилиндрический поясок манжеты 1, заставляя последнюю распрямиться, действуя на уплотняющую поверхность, обеспечивая контактное давление, превышающее давление среды, что способствует улучшению условий герметичности. При установке данного уплотнения в корпусе при возвратно-поступательном движении штока или на движущемся возвратно-поступательном поршне устанавливается два уплотнения, одно из которых является зеркальным отражением первого. Между манжетами 1 в данном случае устанавливается металлическое кольцо 7 - фиг.3, 4, на торцах которого имеются выступы, повторяющие форму, профиль и размеры манжеты с образованием зазора между манжетами и торцом кольца. Работа блока манжет происходит по тому же правилу, что и при одностороннем движении штока.

На фиг.2 показано разложение сил от давления среды на поджимающее кольцо 2, при этом составляющая сила (вектор) Р_к значительно превышает равнодействующую силу давления среды Р_ж, создает дополнительное усилие на уплотнительных поверхностях. Таким образом, данное уплотнение надежно уплотняет движущиеся поверхности в условиях высокого давления.

1. Уплотнение подвижного соединения, состоящее из уплотняющего и поджимающего колец, выполненных из разных по упругости материалов, расположенных в кольцевых проточках, отличающееся тем, что оба кольца расположены параллельно, при этом уплотняющее кольцо выполнено из более жесткого материала в виде V-образной манжеты, установленной с зазором, с разворотом усов не менее 120° и цилиндрическим пояском на выпуклой части, контактирующим с поджимающим кольцом, причем боковая поверхность кольцевой проточки со стороны манжеты повторяет профиль и размеры последней.

2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что поверхность кольцевой проточки над поджимающим кольцом выполнена конической.

3. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что поджимающее кольцо выполнено в виде кольца с внутренним пазом, направленным открытой частью навстречу подаче давления.